‹ Chaudières marines: cours de machines à vapeur professé à l'École dChapitre 29 sur 80 · IB · texte numérisé non relu

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nuent un peu le tirage ou dépression au-dessus de la grille, et par conséquent le passage d*air à travers le charbon et la quantité de charbon brûlé; mais, par Tamélloration de la combustion, elles accroissent sensiblement le rendement calorifique du combustible, et, en définitive, la puissance de la chaudière. La vitesse d'accès au foyer, pour Tair qui n*a pas à traverser la couche de charbon, atteint facilement 12 à 15 mètres au tirage naturel; il suffit donc de très petites ouvertures audessus des grilles. Sur les chaudières cylindriques à retour de flamme, on parait être dans des conditions favorables en admettant au-dessus des griUes le tiers de la quantité d'air totale, c'est-à-dire la moitié de ce qui traverse les grilles.

La présence de Tair non utilisé dans la combustion, qui traverse la chaudière et s'évacue par la cheminée, est une cause de perte de chaleur importante. La chaleur spécifique des gaz à pression constante étant de 0,23 environ, tout mètre cube d'air, admis en excès par kilogramme de charbon et évacué à 300 degrés, emporte avec lui, lk,3 X 800 X 0,28 = 89,7 calories.

Soit plus de 1 % de la chaleur produite.

La combustion de 1 kilogramme de charbon par 15 mètres cubes ou 19^,5 d'air produit 20^ ,5 de gaz à la chaleur spécifique de 0,23, abstraction faite du refroidissement immédiat ; la température de la flamme est donc de 1.650% si la quantité de chaleur produite est de 7.800 calories. Les 20^,5 de gaz évacués par la cheminée à la température de SOO*" emportent avec eux 1.474 calories, soit 18,9 % de la chaleur produite; c'est à peu près ce que nous avons trouvé plus haut.

67. — Combustion du charbon; réactions chimiques ; température de la flamme. — Considérons maintenant ce qui se passe sur la grille recouverte d'une couche de charbon d'épaisseur uniforme. La quantité de charbon, qui est brûlée par heure et par mètre carré, dépend de la quantité d'air qui traverse la couche de charbon et de l'épaisseur de cette couche.

Pour une épaisseur de charbon donnée, la combustion croit naturellement avec l'intensité du tirage; l'expérience indique qu'elle est à peu près proportionnelle au volume d'air fourni, tant qu'on reste dans les limites du tirage naturel. La perfection de la combustion et la composition des gaz produits seraient ainsi constantes.

Pour une quantité d'air donnée, la combustion croît avec l'épaisseur de la couche de charbon, jusqu'à la limite fixe où cette épaisseur est suffisante pour faire absorber par le charbon la totalité de l'oxygène contenu dans l'air. Cette limite est atteinte dans les gazogènes, d'où il

ne sort que de l'oxyde de carbone et pas d'acide carbonique; mais on n'en approche pas sur les grilles des chaudières, et il importe de n'en pas approcher, puisqu'on ne veut produire que de l'acide carbonique.

Passons au cas du tirage forcé, et supposons que l'on se propose de brûler par heure une quantité de charbon déterminée ; ce sont là les conditions habituelles de la chauffe. L'épaisseur de la couche se trouve implicitement fixée, car elle s'arrêtera d'elle-même au point qui donnera une combustion égale au chargement de charbon. Il faut, en principe, que la quantité de charbon chargée soit inférieure à une limite, au-dessus de laquelle le foyer s'engorgerait. Gomme la quantité d'air, qui traverse la couche pour un tirage donné, diminue, quand l'épaisseur de la couche augmente, l'engorgement se produit avec rapidité, dès que l'épaisseur de charbon correspondant à la combustion maximum est dépassée; une diminution de débit d'air coïncide, en effet, avec l'accumulation du charbon en excès. 11 n'a pas été fait d'observations exactes sur les épaisseurs qui donnent la combustion maximum; en pratique on ne dépasse jamais 15 kiO centimètres d'épaisseur moyenne sur les navires, pour des combustions de 100 à 200 kilogrammes; on peut aller à 20 centimètres aux grands tirages forcés. Les chauffeurs habiles maintiennent plutôt des épaisseurs faibles, ainsi qu'il a été exposé et expliqué plus haut.

La combustion se fait de la manière suivante. La surface inférieure du charbon reçoit le courant d'air, et eUe est le siège d'une combustion très active, où il ne se produit que de l'acide carbonique; la température atteint 1.600* au moins; la couleur est rouge blanc. Plus haut le courant gazeux contient une proportion croissante d'acide carbonique qui se décompose au contact du charbon incandescent,

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